钢管混凝土拱桥的主要优点是什么
钢管混凝土拱桥属于钢——混凝土组合结构中的一种。钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用,同时可作为施工模板,方便混凝土浇筑,施工过程中,钢管可作为劲性承重骨架,其焊接工作简单,吊装重量轻,从而能简化施工工艺,缩短施工工期。
钢管混凝土拱桥真正的发展是在 20 世纪 90 年代的中国。我国第一座钢管混凝土拱桥是 1990 年建成的四川旺苍东河大桥,跨径 110m,据不完全统计,十多年来在我国己建的和在建的钢管混凝土拱桥约有 200 多座,其中跨径超过 200m 的有 30 多座。1995 年,广东三山西大桥是第一座跨径超过 200m 的钢管混凝土拱桥,也是第一座飞燕式拱桥。飞燕式钢管混凝土拱桥通过张拉系杆来平衡主拱所产生的大部分水平推力,大大降低了平原或软基地区拱桥下部与基础的工程量与造价,且造型美观在我国得到了迅速发展,相继建成的有武汉市江汉五桥、江苏徐州京杭运河特大桥、南昌市生米特大桥等。尤其是建成于 2000 年跨径组合 76+360+76 的丫髻沙大桥,把这一桥型,也可以说把钢管混凝土拱桥的跨径推上了一个新的台阶。
拱桥从桥面形式分:有上承式、中承式、下承式
从结构形式上分:有无铰拱、双铰拱、桁架拱、刚架拱
从材料形式上分:有钢管拱、钢筋混凝土拱、石板拱
从推力形式上分:有大推力拱(坦拱)、无推力拱(半圆拱).
1、钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过600mm的应采用卷制焊接管,卷制钢管宜在工厂进行。在有条件的情况下,优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。
2、成品管及制管用的钢材和焊接材料等应符合设计要求和国家现行标准的规定,具备完整的产品合格证明。
3、钢管拱肋(桁架)加工的分段长度应根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定。在加工制作前,应根据设计图的要求绘制施工详图,包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。加工前应按半跨拱肋进行1:1精确放样,注意考虑温度和焊接变形的影响,并精确确定合龙节段的尺寸,直接取样下料和加工。
4、工地弯管宜采用加热顶压方式,加热温度不得超过800℃。钢管对接端头应校圆,除成品管按相应国家标准外,失圆度不宜大于钢管外径的0.003倍。钢管的对接环焊缝可采用有衬管的单面坡口焊和无衬管的双面熔透焊。两条对接环焊缝的间距应符合设计要求,设计无规定时,直缝焊接管不小于管的直径,螺旋焊接管不小于3m.对接径向偏差不得超过壁厚的0.2倍。为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形,应适当在该处加设内支撑。
5、拱肋(桁架)节段焊接宜要求与母材等强度焊接。所有焊缝均应按规定进行强度和外观检查,宜要求主拱的焊缝达到二级焊缝标准。对接焊缝应100%进行超声波探伤,其质量检查标准可按照本规范第17章的有关规定执行。
桁架式钢管拱主管与腹管采用相贯焊接时,宜采用自动或半自动的加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度,对焊接材料和工艺的选择在满足焊接接头强度的原则下,应尽量提高接头的韧性指标。要力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。
6、在钢管拱肋(桁架)加工过程中,应注意设置混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板。如拱肋(桁架)节段采用法兰盘连接,为保证螺栓连接的精度,宜采用3段啮合制孔工艺。对压注混凝土过程中易产生局部变形的结构部位(如腹箱)应设置内拉杆。
7、钢管拱肋(桁架)节段形成后,钢管外露面应按设计要求做长效防护处理,宜采用热喷涂防护,其喷涂方式、工艺及厚度应符合设计要求。
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